电力系统谐波毕业设计开题报告

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1、华北电力大学毕业设计（论文）开题报告学生姓名：张彬班级：电力电子08所在院系：电力工程系所在专业：电力电子设计（论文）题目：永磁同步电机的设计编程优化方法研究指导教师：王艾萌2012年04月10日毕业设计（论文）开题报告一、结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写不低于2000字的文献综述。（另附）二、本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：永磁同步电机具有自启动的能力，具有高效率、高功率等许多优点，应用前景广泛。本课题对永磁同步电机的设计编程进行优化，使其生成结果自动化。本课题拟采用已有的永磁同步电机设计方法，利用有限元仿真和M

2、atlab编译程序，编写一套程序解决永磁同步电机的计算结果生成手动复杂的过程，达到优化和简化程序，节省人力物力的目的。同时，使用GUI设出了人机交互友好、使用方便的信号处理平台，且设计和实现了运动控制系统课程的可视化虚拟实验平台的构建。对“文三、指导教师意见：1．对“文献综述”的评语：2．对学生前期工作情况的评价（包括确定的研究方法、手段是否合理等方面）：指导教师：年月日永磁同步电机的设计编程优化方法研究一.引言能源是人类生存和发展的重要物资资源，也是当今国际政治、经济、军事、外交关注的焦点。中国社会经济持续快速发展，离不开有力的能源保障。最近几年我国的各行各业

3、经历了不同程度的煤、电、油、运的紧张，本世纪以来，石油价格不断攀升，今年年初原油期货价格超过100美元每桶，目前煤价已经涨到400到480元每吨，受煤价上涨的影响发电成本上涨50%～70%。结合我国的实际情况，提升能效和电效是我们的最佳选择。永磁同步电机具有高效节能、体积小以及良好的变频调速性能等优点，符合国家节能环保的指导方向，有广泛的应用前景。永磁电机具有结构简单、体积小、质量轻、损耗小、效率高、功率因数高、电机形状和尺寸可以灵活多样等显著优点，在工农业生产、航空航天、国防和日常生活中得到广泛应用。我国稀土资源丰富，储量占全球的75%，号称“稀土王国”。大力

4、研究和推广永磁电机，实现节能降耗，对提高经济效益具有重要的现实意义。二.永磁同步电机的优点稀土永磁材料优良的性能，导致永磁同步电动机具有其他类型电机无法比拟的优点：(1)明显的高效率和节电效果稀土永磁同步电动机用永磁体取代电励磁，且无励磁损耗；同步运行时，转子绕组中无感应电流，没有铜耗，由于定、转子同步，转子铁心中也没有铁耗，因此效率较电励磁同步电机和异步电机高，而且不需要从电网吸取滞后的励磁电流，从而大大节约了无功，极大地提高了电机的功率因数。(2)高效率、高密度电机高性能的稀土永磁材料—钕铁硼永磁体具有很高的磁能积，它的剩余磁感应强度、矫顽力都较大，用较少的

5、钕铁硼永磁体就能产生足够的电机磁能积，因此电机体积、尺寸可以大为减小，成为高效率、高密度电机。(3)运行稳定由于转子上不需要电励磁装置，因此大大简化了转子结构，提高了电机运行的稳定性。有数据表明，稀土永磁同步电动机效率比同容量异步电动机提高3%～12%，并且在体积和最高工作转速与异步电动机相同的情况下，输出功率也高出10%～30%三.永磁同步电动机的研究热点磁场磁势的计算、合适的仿真计算模型的建立、自起动问题的仿真问题中的算法、精度、非线性的处理等方面一直是稀土永磁同步电动机的研究热点。目前国内外对永磁同步电机设计研究主要集中在以下两个方面：(1)结构设计研究稀

6、土永磁同步电动机与其他电机的最主要区别是转子磁路结构的不同，因而稀土永磁同步电动机的设计主要是转子结构的设计。目前国内外都在大力研究永磁电机(包括永磁电动机和永磁发电机)的磁路结构，目的是通过增加磁通密度、减弱电枢反应来提高永磁电机的效率和性能。(2)优化设计在稀土永磁材料价格昂贵的情况下，考虑如何合理地选择永磁体的工作点，使之在满足电机性能指标前提下，使所用的永磁材料最少，即电机的成本最小或体积最小。由于永磁体尺寸大小可直接影响电机的各项性能指标，因而可直接选用永磁体形状尺寸作为设计变量，而将其他尺寸都用这些变量来表示。在约束条件中，电抗参数、定子齿部和轭部磁

7、密、定子电密以及槽满率等都应限制在一定范围，而效率、功率因数和起动转矩等则应大于某一给定值。（3）GUI界面设计用户界面(或接口)是指：人与机器(或程序)之间交互作用的工具和方法。如键盘、鼠标、跟踪球、话筒都可以成为与计算机交换信息的接口。图形用户界面(GraphicalUserInterfaces，GUI)则是由窗、光标、按键、菜单、文字说明等对象(Objects)构成的一个用户界面。用户通过一定的方法(如鼠标或键盘)选择、激活这些图形对象，使计算机产生某种动作或变化。四，本文主要研究内容本课题围绕高效永磁同步电机的设计研究展开工作，通过对参数结构进行优化，提

8、出提高电机效率的相关方法